JP2006341467A

JP2006341467A - インクジェット記録ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2006341467A
Application number: JP2005168738A
Authority: JP
Inventors: Yohei Sato; 陽平佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: JP4646706B2

Abstract

【課題】ベース板上にヘッド基板を取り付け、ヘッド基板に接続される電気配線基板を、ベース板の、ヘッド基板の周囲の領域に取り付けた支持板上に取り付けたインクジェット記録ヘッドにおいて、ヘッド基板の配置精度や電気配線基板の、支持板への密着性を確保しながら効率的な製造を可能とする。
【解決手段】最初に、電気配線基板Ｈ１３００を支持板Ｈ１４００上に接合する。次に、電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３をヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の接続端子１４に電気接続すると共に、接着剤Ｈ３１０１を用いて、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を支持板Ｈ１４００に対して位置決め固定する。その後、支持板Ｈ１４００およびヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２をベース板Ｈ１２００上に接合する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、記録紙に対してインクなどの記録液（以下単にインクと称する）を吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

従来、インクジェット記録ヘッドとしては、インクを吐出するためのエネルギーを発生する素子、インクを吐出する吐出口やそれにインクを供給するインク路を形成する部材などを１つの基板上に成膜技術を利用して形成したヘッド基板を用いた構成が知られている。図１６〜１８は、このような２つのヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２を用いた記録ヘッドの一従来例の製造手順を示している。

この従来例において、両ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２は、吐出口が形成された面と反対側の面でベース板Ｈ５２００上の所定位置に接合される。ベース板Ｈ５２００には、各ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２の、ベース板Ｈ５２００との接合面に開口したインク通路（不図示）に連通するインク供給路Ｈ５２０１が形成されており、これを介して外部からヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２にインクが供給される。

また、各ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２の接合面と反対側の面上の端部に形成された接続端子５４には、電気配線基板Ｈ５３００のリード端子５３０３が接続される。この電気配線基板Ｈ５３００を介して各ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２と記録装置本体との間で、インクを吐出するための指令信号などの通信が行われる。

電気配線基板Ｈ５３００は、ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２に対応する開口部Ｈ５４０１，Ｈ５４０２を有し、ベース板５２００上に接合された支持板５４００上に支持されている。電気配線基板Ｈ５３００もやはり、ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２に対応する開口部Ｈ５３０１，Ｈ５３０２を有しており、これらの縁から突出してリード端子Ｈ５３０３が形成されている。

図１６〜１８に示す製造手順では、まず、支持板Ｈ５４００をベース板Ｈ５２００の表面に接着剤を用いて接合する（図１６）。次に、ベース板Ｈ５２００の表面にヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２を、ベース板Ｈ５２００のインク供給路Ｈ５２０１とヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２のインク通路とが連通するように接着剤を用いて接合する（図１７）。しかる後、この支持板Ｈ５４００に電気配線基板Ｈ５３００を接着固定する。それによって、ヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２の接続端子５４に対して電気配線基板Ｈ５３００のリード端子Ｈ５３０３が接続可能な範囲に配置される。この際、支持板Ｈ５４００によってリード端子Ｈ５３０３が適切な高さ位置に配置されるので、リード端子Ｈ５３０３がヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２の端縁に接触して損傷するのを抑制することができる。その後、接続端子１４とリード端子Ｈ５３０３とを電気接続する（図１８）。このようなインクジェット記録ヘッドの製造方法は、特許文献１，２に記載されている。

また、図１９は、同様の構成の記録ヘッドの、特許文献３に記載された他の製造手順を示している。ただし、図１９に示す例では、電気配線基板Ｈ５３００は、ヘッド基板Ｈ５１０１，５１０２のそれぞれに対して１つずつ別々に設けられている。

この従来例の製造方法では、まず、各ヘッド基板Ｈ５１０１，５１０２と各電気配線基板Ｈ５３００を電気接続する。次に、電気接続部を樹脂Ｈ５３０５にて封止する。一方、ベース板５２００には、支持板Ｈ５４００を予め接合しておく。そして、支持板Ｈ５４００とベース板５２００の結合体に、電気配線基板Ｈ５３００とヘッド基板Ｈ５１０１，Ｈ５１０２の結合体を接着固定する。
特開２００２−１９１１９号公報特開２００２−７９６７５号公報特開平１１−１３８８１４号公報米国特許第４７２３１２９号明細書米国特許第４７４０７９６号明細書米国特許第４４６３３５９号明細書米国特許第４３４５２６２号明細書

しかしながら、上述の特許文献３に記載された従来例の製造方法では、ヘッド基板と電気配線基板との結合体をベース板と支持板の結合体に接着固定する際、両者を精度良く位置決め固定するのが困難、または手間が掛かり、改善が望まれる。

また、近年、インクジェット記録装置においては、低価格化、つまり製造コストをいかに抑えるかが１つの課題となっており、一方、配置スペースを低減し、場合によっては携帯性を持たせる観点から、コンパクト化も求められている。これらの要求に対して最も効果的なことは、インクジェット記録装置の記録ヘッド部の集積化である。このために、例えば、イエロー、マゼンタ、シアンなどの、カラー画像形成用の複数色のインクの吐出機構を一体化して単一のヘッド基板によって構成する手法が採用されている。さらに、このカラー画像形成用のヘッド基板を、文字等の印刷のために頻繁に使用されるブラックインク用のヘッド基板と同一の記録ヘッドに一体的に組み込む手法が採用されている。このような構成では、図１６〜１８に示す従来例のように、単一の電気配線基板に複数のヘッド基板を接続するのが有利である。この場合、特許文献３に記載されたような製造方法では、複数のヘッド基板と電気配線基板との結合体を位置決め固定することになり、複数のヘッド基板を同時に精度良く位置決めするのには、さらに困難が伴う。

また、インクジェット記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置には、記録ヘッドの吐出口面にインクや紙粉が付着したり、記録ヘッド内のインクが経時的に増粘したりすることによるインク吐出性能への影響を軽減する回復手段が設けられる場合がある。この回復手段としては、吐出口面に当接させ摺動させて吐出口面のインクや紙粉を拭き取るワイピング材や、記録ヘッドの不使用時に吐出口面を密閉してインク中の水分の蒸発などを防ぐキャップ材が知られている。キャップ材は、吐出口を密閉した状態で、キャップ材内をポンプ機構などによって減圧し、記録ヘッドから増粘インクなどを吸い出して記録ヘッドの吐出口近傍にインクタンクから新鮮なインクを適宜供給するのにも利用される。

このような回復手段を利用する場合、上述の従来例のような記録ヘッドでは、電気配線基板が支持板に過不足無く密着し、電気配線基板の表面（支持板に接合される面の逆面）を平坦にすることが要求される。これは、電気配線基板面とキャップ材の当接不良を防ぐためや、ワイピング材による電気配線基板表面のクリーニングが不十分にならないようにするために必要とされる事項である。

すなわち、キャップ材と電気配線基板との密着が一様でなく、例えば電気配線基板表面に過剰な凹凸形状が生じることによって、キャップ材と電気配線基板とが一様に密着しない場合、キャップ材の当接による密閉性が確保できなくなってしまう。特に、キャップ材による密閉空間をポンプ機構などによって減圧する場合、密閉空間内を所定の減圧状態に到達させることができなくなってしまう。

また、ワイピング材は、ヘッド基板表面上および電気配線基板表面上を摺動することになり、例えば電気配線基板表面に過剰な凹み部分が生じていると、この凹み部分に溜まったインク滴などの除去が困難になる。このようにしてインク滴が過剰に溜まると、それが記録紙や記録装置本体の搬送部に垂れ、記録紙の汚れや記録装置本体の動作不良などを引き起こす恐れがある。

このように、電気配線基板の表面を平坦にするため、電気配線基板を支持板上に良好に密着させるという要求を満足するためには、電気配線基板を接合する際、支持体と電気配線基板を押圧しておく必要がある。そこで、接着剤として、硬化に数分〜数時間を要するようなタイプの熱硬化接着剤や常温硬化接着剤（２液タイプ，湿気硬化タイプなど）を用いると、生産数量確保のためには、複数の生産装置を設置したり、複雑な機構を持った生産装置を導入したりしなければならない。このため、従来より、支持板と電気配線基板との接合には、数秒から数十秒の短時間で電気配線基板を固定することができ、かつ支持板との密着性を確保することができる接着剤として、短時間で硬化可能なタイプの熱硬化型エポキシ接着剤が用いられている。この際、両面粘着テープやホットメルトなどの熱可塑型の速硬化接着剤を用いることも考えられるが、一般に、接着強度や、耐薬品性の点から熱硬化型エポキシ接着剤を用いるのが好ましい。

このような短時間硬化タイプの熱硬化エポキシ接着剤を用いた接合では、数秒から数十秒の間、接着剤および被着体を数十℃以上、もしくは百数十℃以上に加熱する必要がある。この時、特許文献１〜３に記載された従来技術では、いずれの場合にも、電気配線基板を支持板に接合する際に、その接合部の近傍にヘッド基板が配置されている。このように、複合材料（例えば金属と樹脂を含む）から構成されるヘッド基板が接合部近傍に位置していると、それへの熱的なダメージを抑制するために、加熱の温度昇温勾配が緩やかになるように、かつ温度が過剰にオーバーシュートしないように加熱をコントロールしなければならない。一方、加工タクトを短くするためには接着剤および被着体を短時間の間に所望の温度に到達させるのが好ましく、従来技術には、生産性に関して改善の余地がある。

本発明の目的は、上記のようなインクジェット記録ヘッドの製造方法において、ヘッド基板の配置精度や電気配線基板の、支持板への密着性を確保することができ、かつ効率的な生産が可能となるように製造方法を改善することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、ベース板と、液滴が吐出される吐出口、吐出口から液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部、および吐出エネルギー発生部に接続された接続端子を有し、ベース板の表面に取り付けられるヘッド基板と、ヘッド基板に対応する開口部を有し、ベース板の表面の、ヘッド基板を囲む領域に取り付けられる支持板と、ヘッド基板に対応する開口部、および開口部の縁に形成され、接続端子に接続されるリード端子を有し、支持板の表面に取り付けられる電気配線基板と、を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、支持板に電気配線基板を接合する段階１と、段階１の後、ヘッド基板の接続端子と電気配線基板のリード端子を電気接続し、ヘッド基板を支持板の開口部内に接着剤によって位置決め固定する段階２と、段階２の後、ヘッド基板と支持板をベース板に接合する段階３と、を有することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法によると、最初に支持板と電気配線基板を接合することにより、この工程におけるヘッド基板へのダメージの懸念を払拭できるため、短い加工タクトで支持板と電気配線基板を良好に密着させ、電気配線基板表面の平坦性を良好に確保した接合を行うことが可能となる。また、支持板とヘッド基板を接着固定した後、それをベース板に接合することによって、ヘッド基板をベース板に対して、容易に、かつ精度良く位置決めして接合することが可能になる。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の詳細によって限定されるものではない。以下の実施例に、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更を加えた技術も本発明に包括される。

（実施例１）
まず、図１〜図７を参照しながら本実施例の製造方法によって製造されるインクジェット記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの構成について説明する。

［プリント動作機構］
図１および図２は、シリアルタイプのインクジェットプリンタの概略全体構成を示している。プリンタ本体Ｍ１０００には、自動給送部Ｍ３０２２、搬送部Ｍ３０２９、プリント部、および回復部Ｍ５０００から構成されたプリント動作機構が収納、保持されている。

自動給送部Ｍ３０２２は、プリント媒体としての複数の記録紙を載置可能な給紙トレイを有し、そこから搬送部Ｍ３０２９に記録紙を一枚ずつ自動的に給送する。搬送部Ｍ３０２９は、給送された記録紙を所望のプリント位置へと導くと共に、プリント位置から排出部Ｍ３０３０へと記録紙を導く。プリント部は、プリント位置に搬送された記録紙に所定のプリントを行う働きをする機構であり、キャリッジ軸Ｍ４０２１に沿って往復移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載されるヘッドカートリッジＨ１０００（図３）を備えている。

回復部Ｍ５０００は、プリント部などに対して、インクや紙粉の除去などによって、機能の維持、回復を図る回復処理を行う。回復部Ｍ５０００には、プリント部の吐出口形成面上を摺動するワイピング材、プリント部の非動作時に吐出口を密閉するキャップ材、キャップ材による密閉空間内を減圧するポンプ機構が備えられている。

（ヘッドカートリッジＨ１０００）
プリント部の一部を構成するヘッドカートリッジＨ１０００について、図３および図４に基づき説明する。このヘッドカートリッジＨ１０００は、キャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式のものである。ヘッドカートリッジＨ１０００は、インクを貯溜するインクタンクＨ１９００が搭載されるタンクホルダＨ１５００と、このタンクホルダＨ１５００を介してインクタンクＨ１９００から供給されるインクを吐出させるプリントヘッド（インクジェット記録ヘッド）Ｈ１００１とを有している。

ここに示すヘッドカートリッジＨ１０００は、写真の様な高画質なカラープリントが可能なものであり、黒色、シアン色、マゼンタ色、および黄色の各色独立のインクタンクＨ１９００が装着される。各インクタンクＨ１９００には、弾性変形可能でありタンクホルダＨ１５００に係止することができるレバーＨ１９０１が設けられており、これを操作することによって、各インクタンクＨ１９００をヘッドカードリッジＨ１０００からそれぞれ独立して取り外し可能となっている。

タンクホルダＨ１５００は、ホルダ部材Ｈ１５２０とインク供給部材Ｈ１５１０が結合されてインクタンクＨ１９００の保持部を形成している。インク供給部材Ｈ１５１０には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば超音波溶着により固定され、これらの内部には、インクタンクＨ１９００からプリントヘッドＨ１００１へと延びるインク流路Ｈ１５０１が形成されている。インク流路Ｈ１５０１の、インクタンクＨ１９００に接続される部分には、外部からの塵埃の侵入を抑制するフィルタＨ１７００が設けられており、また、接続部の周囲には、接続部からのインクの蒸発を抑制するシールゴムＨ１８００が装着されている。

プリントヘッドＨ１００１は、第１、第２のヘッド基板Ｈ１００１，Ｈ１１０２を有し、これらはベース板Ｈ１２００上に固定されている。ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２には電気配線基板Ｈ１３００が接続されている。電気配線基板Ｈ１３００は、ベース板Ｈ１２００上の、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の周囲の領域に固定された支持板Ｈ１４００上に接合されている。電気配線基板Ｈ１３００の一端は、キャリッジＭ４００２側に接続されるコンタクト部Ｈ２２０１が形成された電気コンタクト基板Ｈ２２００に接続されている。このプリントヘッドＨ１００１の詳細な構成については後述する。

これらタンクホルダＨ１５００とプリントヘッドＨ１００１とは、ビスや接着剤などによって結合され、それによってヘッドカートリッジＨ１０００が形成されている。

（キャリッジＭ４００１へのヘッドカートリッジＨ１０００の搭載）
図２に示すように、キャリッジＭ４００１にはキャリッジカバーＭ４００２が設けられており、これによって、ヘッドカートリッジＨ１０００は、キャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内される。装着位置に案内されたヘッドカートリッジＨ１０００は、ヘッドセットレバーＭ４００７によって固定される。すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７は、キャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回転可能に設けられており、回転させることによって、ヘッドカートリッジＨ１０００の上部に係合するヘッドセットプレート（図示せず）を有している。ヘッドセットプレートは、ばね付勢されており、このばね力によってヘッドカートリッジＨ１０００は押圧されてキャリッジＭ４００１に装着固定される。

ヘッドカートリッジＨ１０００を装着した状態でヘッドカートリッジＨ１０００の電気コンタクト基板Ｈ２２００のコンタクト部Ｈ２２０１に対面する、キャリッジＭ４００１の部位には、図示しないコンタクトＦＰＣ（Flexible Print Cable）のコンタクト部が配置されている。コンタクトＦＰＣのコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力と、前述のヘッドセットレバーの付勢ばねによる押圧力とによって、コンタクト部Ｈ２２０１とキャリッジＭ４００１との安定した接触が可能となっている。コンタクトＦＰＣは、キャリッジＭ４００１の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。これらを介して、プリンタ本体側とヘッドカートリッジＨ１０００との間で、プリントのための各種情報の授受やヘッドカートリッジＨ１０００への電力の供給などを行うことができるようになっている。

（プリントヘッドＨ１００１）
ヘッドカートリッジＨ１０００の一部を構成するプリントヘッドＨ１００１について、図４に加え図５〜図７を参照してさらに詳細に説明する。図５は、プリントヘッドＨ１００１の外観を示し、図６は、ヘッド基板Ｈ１１０２と電気配線基板Ｈ１３００との接続部分の断面構造を示し、図８は、ヘッド基板Ｈ１１０２の構造を、一部を破断して示している。

ベース板Ｈ１２００は、例えば厚さが０.５〜１０mmのアルミナ（Ａl₂Ｏ₃）から形成されている。このベース板Ｈ１２００を構成する材料としては、アルミナに限られることはないが、ヘッド基板Ｈ１１０１、Ｈ１１０２の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の材料の熱伝導率と同等またはそれ以上の熱伝導率を有する材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、アルミナの他、シリコン（Ｓi），窒化アルミニウム（ＡlＮ），ジルコニア（ＺrＯ₂），窒化珪素（Ｓi₃Ｎ₄），炭化珪素（ＳiＣ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ）などが挙げられる。ベース板Ｈ１２００には、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２に各色のインクをそれぞれ供給するための複数のインク供給路Ｈ１２０１が形成されている。

支持板Ｈ１４００は、ベース板Ｈ１２００と同様に、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２と同等の線膨張率を有し、かつその熱伝導率と同等またはそれ以上の熱伝導率を有する材料から形成するのが好ましく、例えばアルミナから形成されている。この支持板Ｈ１４００は、ベース板Ｈ１２００に接着固定されたヘッド基板Ｈ１１０１およびＨ１１０２の各々の外形寸法よりも大きな第１、第２の開口部Ｈ１４０１，Ｈ１４０２を有している。支持板Ｈ１４００は、ベース板Ｈ１２００上において、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の周囲の領域に接着固定され、ベース板Ｈ１２００に接着された面と反対側の、電気配線基板Ｈ１３００が接着固定される面が、図６に示すように、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の接続端子１４とほぼ同一面になるようにするものである。それによって、電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の接続端子１４の良好な電気接続が可能となっている。このために、ベース板Ｈ１２００の厚さは、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の厚さ（後述）に合わせて、例えば０.５〜１mmに設定されている。

電気配線基板Ｈ１３００は、前述のようにプリンタ本体側から電気コンタクト基板Ｈ２２００に授受される、インクを吐出するための電気信号などをヘッド基板Ｈ１１００，Ｈ１１０２と電気コンタクト基板Ｈ２２００との間で伝達するものである。電気配線基板Ｈ１３００は、支持板Ｈ１４００上に接着固定される部分に、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の各々に対応した第１、第２の開口部Ｈ１３０１，Ｈ１３０２を有し、これらの開口部の縁に、ヘッド基板の接続端子１４に対応するリード端子Ｈ１３０３を有している。

本実施例では、ベース板Ｈ１２００は、タンクホルダＨ１５００の、図４における底面に固定され、一方、電気コンタクト基板Ｈ２２００はタンクホルダＨ１５００の背面に固定される。このため、電気配線基板Ｈ１３００は、タンクホルダＨ１５００の底面と背面との間で良好に屈曲させることができるものであるのが好ましく、例えば、厚さ５０μｍのポリイミドベースフィルム、厚さ３５μｍの銅箔、厚さ５μｍのカバーフィルム、およびこれらを接着するエポキシ接着剤などから構成されている。

第１および第２のヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２は、厚さが０.５〜１mmのシリコン基板１１を基材として成膜技術を用いて形成されたものである。

シリコン基板１１には、これを貫通する長孔状のインク通路１２が形成されている。このインク通路１２は、シリコン基板１１の結晶方位を利用して異方性エッチングにより形成することができる。つまり、このシリコン基板１１の表面の結晶方位が＜１００＞、厚さ方向の結晶方位が＜１１１＞の場合、ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ヒドラジンなどのアルカリ系エッチング液を用いて異方性エッチングを行うことにより、約５４.７度の角度の傾斜面を持ったインク通路１２が形成される。

このインク通路１２の、シリコン基板１１の表面上の開口の両側には、インク通路１２の長手方向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（たとえば片側１２８個）の電気熱変換体１３が形成され、吐出エネルギー発生部を構成している。両列の電気熱変換体１３の配置は、相互に半ピッチずらされている。シリコン基板１１には、これら電気熱変換体１３の他、表面端部に形成された接続端子１４と各電気熱変換体１３を導通する、アルミニウムなどからなる電気配線や、電気熱変換体１３に印加する電力の回路選択を構成する駆動ＩＣなど（不図示）が設けられている。

また、シリコン基板１１上には、各電気熱変換体１３と対向して位置する複数の吐出口１６を有する上板部材１７が形成されている。この上板部材１７によって、各電気熱変換体１３上に位置し、吐出口１６に連通するインク室１５や、インク通路１２と個々のインク室１５を連通するインク路１８なども形成されている。上板部材１７は、フォトリソグラフィ技術を用いて樹脂から形成することができる。

ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２においては、接続端子１４を介して電気熱変換体１３に対する駆動信号と駆動電力が与えられることによって、電気熱変換体１３に選択的に電圧が印加される。すると、インク通路１２から各インク室１５内に供給されたインクが、電圧が印加された電気熱変換体１３の発熱に伴って沸騰し、それに伴って発生する気泡の圧力によって吐出口１６から吐出される。このようにして、各吐出口１６から選択的にインクを吐出することができる。

第１、第２のヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２は、その裏面（吐出口１６が形成された面の反対側）に開口したインク通路１２がベース板Ｈ１２００のインク供給路Ｈ１２０１にそれぞれ対応し、インク通路１２とインク供給路Ｈ１２０１とが連通するように、かつベース板Ｈ１２００に対して所定位置に位置するように、精度良く位置決めされてベース板Ｈ１２００上に接着固定されている。ベース板Ｈ１２００上のヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の側面と支持板Ｈ１４００の開口部Ｈ１４０１，Ｈ１４０２の内面との間に形成される溝部には、インクやゴミ等からヘッド基板側面を保護する為のチップ周囲封止剤１９が充填され、リード端子Ｈ１３０３の上部には、リード封止剤２０がリード端子Ｈ１３０３を覆うように形成されている（図５，６）。チップ周囲封止剤１９は、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の、接続端子１４が設けられていない側辺部分の溝部から流し込まれ、電気配線基板Ｈ１３００の下部まで回り込んで、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の全周を封止している。チップ周囲封止剤１９とリード封止剤２０は、両者を塗布した後一緒に硬化させてもよいし、先にチップ周囲封止剤１９を硬化させてもよい。

次に、本実施例におけるプリントヘッドＨ１００１の製造方法について図８〜１２を参照して説明する。

図８は、本実施例のプリントヘッドＨ１００１の各部品を分かりやすく模式的に示した分解斜視図図である。図９は、このプリントヘッドＨ１００１の、本実施例の製造方法における「段階１」の工程を示す図である。この工程は、電気配線基板Ｈ１３００を支持板Ｈ１４００に接合する工程である。

電気配線基板Ｈ１３００と支持板Ｈ１４００は、接着剤(不図示)によって固着させる。接着剤の塗布領域は、接着後の電気配線基板Ｈ１３００表面の平坦性を良好にするために、電気配線基板Ｈ１３００と支持板Ｈ１４００の接合面のほぼ全領域とすることが望ましい。また、生産タクト短縮、加工装置の簡素化などの観点より、接着剤は、電気配線基板Ｈ１３００と支持板Ｈ１４００とを貼り合わせた位置に短時間で固定でき、かつ電気配線基板Ｈ１４００表面の良好な平坦性を短時間で確保できるように、短時間で硬化可能なものとするのが好ましい。このような接着剤としては、数秒から数十秒程度で硬化可能な熱硬化型エポキシ接着剤を用いることが好ましい。

上記のような接着剤の代わりに、硬化に数分〜数時間を要する熱硬化型接着剤や常温硬化型接着剤（２液混合型、湿気硬化型など）を用いてもよいが、この場合、貼り合わせ位置がずれるのを抑制し、また、電気配線基板Ｈ１３００の表面の平坦性を良くするためには、電気配線基板Ｈ１３００と支持板Ｈ１４００を接着剤が硬化するまで長時間にわたって押圧しておく必要がある。また両面テープや熱可塑型接着剤を用いてもよいが、この場合、インク等による接着性の低下等の不都合を回避できるように配慮する必要がある。

図１０は、本実施例の製造方法における「段階２」の工程を示す図である。この工程は、ヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２の接続端子１４と電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３を電気的に接続すると共に、支持板Ｈ１４００とヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２を、接着剤Ｈ３１０１を用いて接着固定する工程である。

この工程では、まず、ヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２の接続端子１４に対して電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３を、両者を電気的に接続可能な範囲に位置合わせをする必要がある。すなわち、図１１に示すように、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の接続端子１４と電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３が重なり合うように、支持板Ｈ１４００に接合した電気配線基板Ｈ１３００をヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２に対して位置合わせする。この位置合わせは、リード端子Ｈ１３０３と接続端子１４の重なり合う部位付近をＣＣＤカメラなどで拡大して撮影し、画像処理して自動アライメントするといった手法を駆使して精度よく行うことができる。このようにしてヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２の接続端子１４と電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３の位置が決まり次第、ＴＡＢ（Tape automated bonding）実装技術により接続端子１４とリード端子Ｈ１３０３を電気的に接続する。

しかる後、支持板Ｈ１４００の開口部Ｈ１４０１，Ｈ１４０２の内周と、ヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２の側面との間に接着剤Ｈ３１０１を塗布する。接着剤Ｈ３１０１としては、紫外線硬化型接着剤などの瞬間的（数秒〜数十秒程度）に一部を硬化させることができる接着剤を用いる。したがって、塗布した接着剤Ｈ３１０１に紫外光を照射することで、支持板Ｈ１４００とヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２が瞬時に接着固定される。この際、紫外光を接着剤Ｈ３１０１の全域に照射するのが困難であり、それによって問題（未硬化の接着剤Ｈ３１０１が後で不具合を起こすなど）が生じる恐れがある場合は、紫外光以外に他の硬化要素（湿気硬化，熱硬化など）を付与した接着剤を使用すればよい。

ここで、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２と電気配線基板Ｈ１３００の位置合わせ／電気的接続と、支持板Ｈ１４００とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２との接着剤Ｈ３１０１を用いての接着固定は、同一装置上（位置合わせ治具上）で行うのが好ましい。これにより、ヘッド基板Ｈ１１０１と１１０２は、支持板Ｈ１４００に対して所定の相対位置に精度良く固着され、その後の「段階３」の工程における、ベース板Ｈ１２００へのヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の位置合わせ／接合を非常に容易に行うことが可能になる。（ヘッド基板Ｈ１１０１とＨ１１０２の相対位置が支持板Ｈ１４００を介して精度良く規定されているため、どちらか一方のヘッド基板をベース板Ｈ１２００に対して精度良く位置決めすれば、もう一方のヘッド基板とベース板Ｈ１２００の位置も精度良く決まる。）
図１２は、本実施例の製造方法における「段階３」の工程を示す図である。この工程は、段階２において接着固定されたヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２と支持板Ｈ１４００をベース板Ｈ１２００に接合する工程である。

ベース板Ｈ１２００とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２は、ベース板Ｈ１２００のインク供給路Ｈ１２０１とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２のインク通路１２とが連通するように接着剤（不図示）を用いて接合する。ここで用いられる接着剤は、低粘度で薄い接着層（例えば５０μｍ以下）を形成することができ、かつ硬化後に比較的高い硬度を有し耐インク性もあるものが好ましく、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性接着剤を使用することができる。この接着剤は、インク供給路Ｈ１２０１から外部にインクが漏洩しないように、ベース板Ｈ１２００に形成されたインク供給路Ｈ１２０１の周囲に塗布される。

また、支持板Ｈ１４００もベース板Ｈ１２００に接合する。これに使用する接着剤は、上述のヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２とベース板Ｈ１２００の接合に使用する接着剤と同じ接着剤であってよいが、異なるものを用いてもよい。ただし、瞬間的（数秒〜数十秒程度）に硬化する熱硬化型接着剤を用いる場合には、ヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２への熱的ダメージに注意する必要があるのは言うまでもない
以降、プリントヘッドＨ１００１は、チップ周囲封止剤１９とリード封止剤２０の塗布および硬化の工程を経て完成する。

以上説明した本実施例によれば、最初に支持板Ｈ１４００に電気配線基板Ｈ１３００を接合する工程を実施することによって、この工程では、接着剤を硬化させるのに熱を加えてもヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２に熱的ダメージを与えることがない。したがって、支持板Ｈ１４００と電気配線基板Ｈ１３００の接合を、ヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２への熱的ダメージを考慮することなく実行でき、支持板Ｈ１４００への電気配線基板Ｈ１３００の密着性を確保しつつ効率的に実行することができる。また、支持板Ｈ１４００とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を接着固定した後、それをベース板Ｈ１２００に接合することによって、両ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２のベース板Ｈ１２００への接合を、容易に、かつ位置精度良く行うことができる。

なお、本実施例では、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を支持板Ｈ１４００に接合する接着剤Ｈ３１０１として、紫外線硬化型接着剤を用いる例を示したが、瞬間的（数秒〜数十秒程度）に硬化するその他の接着剤（熱硬化型、２液混合型など）を用いてもよい。熱硬化型接着剤を用いる場合には、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２への熱的ダメージに注意する必要があるのは言うまでもない。

また、本実施例では、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２と電気配線基板Ｈ１３００の位置合わせ後に、先に電気的接続を行い、その後、支持板Ｈ１４００とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の接着固定を行う例を示したが、先に支持板Ｈ１４００とヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を接着固定し、次にヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２と電気配線基板Ｈ１３００の電気的接続を行ってもよい。

その他、本実施例では、支持板Ｈ１４００の２ヶ所に開口部Ｈ１４０１，Ｈ１４０２が形成され、これらにそれぞれ１個づつ、全部で２個のヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を設けた例を示した。本実施例では、１つのプリントヘッドに、このように複数のヘッド基板を接合する場合、上述のように両者を同時に精度良く配置できるという作用が得られ、好ましいものであるが、図１３に示すように、支持板Ｈ１４００の１ヶ所の開口部Ｈ１４０１に１個のヘッド基板Ｈ１１０１を配置する構成としてもよいのは言うまでもない。また、２個のヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を配置する場合でも、図１４に示すように、支持板Ｈ１４００の１ヶ所の開口部Ｈ１４０１に両方のヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を配置してもよい。

また、本実施例では、インクジェット記録方式としては、電気熱変換体１３の発生する熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式を採用したヘッドを示した。本発明は、特にこれに限定されることはないが、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば、電気熱変換体の他、レーザ光など）を具え、この熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式を用いるのが特に有効である。かかる方式によれば、プリントの高密度化および高精細化を有効に達成できるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば特許文献４，５に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型の場合には、液体が保持されているシートや流路に対応して配置される電気熱変換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することにより熱エネルギーを発生させ、液体吐出ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介して液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、特許文献６，７に記載されているようなものが適している。

（実施例２）
以下、本発明の別の実施例を説明する。

図１５は本発明の別の実施例を示す図である。本実施例では、「段階２」においてヘッド基板Ｈ１１０１，１１０２と支持板Ｈ１４００を接着固定する接着剤Ｈ３１０１により、電気配線基板Ｈ１３００のリード端子Ｈ１３０３、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２の接続端子１４、およびそれらの電気接続部の保護的な封止も行っている。他の工程については、実施例１と同様である。

本実施例によれば、製造工程内でのヘッド基板Ｈ１１００への熱的ダメージを回避することができるのに加えて、電気接続部周りの保護封止を、ヘッド基板Ｈ１１０１，Ｈ１１０２を支持板Ｈ１４００に接着固定するのと同時に行うことができ、製造をさらに効率化することができる。

本発明の実施例１のインクジェットプリンタの外観を示す斜視図である。図１に示したインクジェットプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。図２に示したインクジェットプリンタのキャリッジに搭載されるヘッドカートリッジの外観斜視図である。図３に示したヘッドカートリッジを斜め下方から見た分解斜視図である。図３に示したヘッドカートリッジのプリントヘッドの部分の拡大斜視図である。図５に示したプリントヘッドの概略断面図である。図５に示したプリントヘッドのヘッド基板の部分破断斜視図である。図５に示したプリントヘッドの分解斜視図である。実施例１の「段階１」の工程を示す図である。実施例１の「段階２」の工程を示す図である。実施例１の「段階２」の工程における電気配線基板のリード端子とヘッド基板の接続端子の位置決めを示す図である。実施例１の「段階３」の工程を示す図である。実施例１の変形例のプリントヘッドを示す図である。実施例１の他の変形例のプリントヘッドを示す図である。実施例２のプリントヘッドの概略断面図である。従来例のプリントヘッドの製造工程を示す図である。従来例のプリントヘッドの製造工程を示す図である。従来例のプリントヘッドの製造工程を示す図である。他の従来例のプリントヘッドの製造工程を示す図である。

符号の説明

１３電気熱変換体（エネルギー発生部の構成要素）
１４接続端子
１６吐出口
Ｈ１１０１，Ｈ１１０２ヘッド基板
Ｈ１２００ベース板
Ｈ１３００電気配線基板
Ｈ１３０１，Ｈ１３０２（電気配線基板の）開口部
Ｈ１３０３リード端子
Ｈ１４００支持板
Ｈ１４０１，Ｈ１４０２（支持板の）開口部
Ｈ３１０１（ヘッド基板と支持板を接合する）接着剤

Claims

ベース板と、
液滴が吐出される吐出口と、該吐出口から液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、該吐出エネルギー発生部に接続された接続端子とを有し、前記ベース板の表面に取り付けられるヘッド基板と、
前記ヘッド基板に対応する開口部を有し、前記ベース板の表面の、前記ヘッド基板を囲む領域に取り付けられる支持板と、
前記ヘッド基板に対応する開口部と、該開口部の縁に形成され、前記接続端子に接続されるリード端子とを有し、前記支持板の表面に取り付けられる電気配線基板と、
を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記支持板に前記電気配線基板を接合する段階１と、
該段階１の後、前記ヘッド基板の前記接続端子と前記電気配線基板の前記リード端子を電気接続し、前記ヘッド基板を前記支持板の前記開口部内に接着剤によって位置決め固定する段階２と、
該段階２の後、前記ヘッド基板と前記支持板を前記ベース板に接合する段階３と、
を有することを特徴とする、インクジェト記録ヘッドの製造方法。
複数の前記ヘッド基板を前記支持板に接合し、一緒に前記ベース板に固定する、請求項１に記載の、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
複数の前記ヘッド基板を前記支持板の、共通の前記開口部内に固定する、請求項２に記載の、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記段階３で用いる前記接着剤は紫外線硬化型接着剤である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記段階３で用いる前記接着剤によって、前記ヘッド基板の前記接続端子、前記電気配線基板の前記リード端子、および前記接続端子と前記リード端子の接続部を封止する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の、インクジェット記録ヘッドの製造方法。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。